[發(fā)明專利]基于機(jī)器視覺(jué)的紙漿攪拌效果檢測(cè)評(píng)價(jià)方法、裝置、系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710676521.2
• 申請(qǐng)日: 2017-08-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107478656B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邱書(shū)波;張磊;張凱麗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 齊魯工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N21/85
• 分類號(hào): G01N21/85;G06T7/13;G06T5/00
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

1.一種基于機(jī)器視覺(jué)的紙漿攪拌效果檢測(cè)與評(píng)價(jià)方法：其特征在于：

獲取待測(cè)紙漿圖像，所述紙漿處于被攪拌狀態(tài)；

采用圖像邊緣檢測(cè)方法檢測(cè)所述待測(cè)紙漿圖像中的紙漿纖維目標(biāo)；

采用紙漿勻度檢測(cè)方法處理紙漿纖維目標(biāo)的邊緣，評(píng)價(jià)紙漿攪拌效果；所述紙漿勻度檢測(cè)方法為基于灰度共生矩陣的灰度空間相關(guān)特性檢測(cè)方法；

將獲取的待測(cè)紙漿圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像，并對(duì)上述灰度圖像進(jìn)行去噪處理；

針對(duì)經(jīng)去噪后的灰度圖像，采用最小誤差閾值分割方法分割出紙漿圖像中的纖維目標(biāo)；

根據(jù)逆差矩和能量值的大小來(lái)判斷紙漿攪拌的效果，能量值反映了圖像灰度分布均勻程度；逆差矩反映圖像紋理的同質(zhì)性；

采用小波變換方法對(duì)含噪的灰度圖像進(jìn)行去噪處理，具體步驟包括：選擇設(shè)定的小波函數(shù)并確定好分解層次N，對(duì)含噪的灰度圖像進(jìn)行N層小波分解；選擇設(shè)定的閾值函數(shù)對(duì)所述N層小波的小波系數(shù)進(jìn)行基于非噪聲信號(hào)與噪聲信號(hào)的處理；得到去除噪聲信號(hào)后的包含有非噪聲信號(hào)的小波系數(shù)，重構(gòu)所述包含有非噪聲信號(hào)的小波系數(shù)，得到去除噪聲后的灰度圖像；

所述采用最小誤差閾值分割方法分割出紙漿圖像中的纖維目標(biāo)包括：將圖像中的像素按灰度值用閾值t分成背景和目標(biāo)兩類C₀和C₁，即C₀＝{0,1,…,t}，C₁＝{t+1,t+2,…,L-1}，則C₀和C₁各自分布的概率分別為：

其中p_i表示灰度圖像中灰度值i的像素點(diǎn)出現(xiàn)的概率，ω₀+ω₁＝1，令ω(t)＝ω₀，則ω₁＝1-ω(t)，

C₀和C₁各自分布的均值μ₀和μ₁分別為：

C₀和C₁各自分布的方差σ₀²和σ₁²分別為：

基于最小分類誤差思想，給出最小誤差目標(biāo)函數(shù)J(t):

最佳閾值t^*通過(guò)下式即可獲得：

所述基于灰度共生矩陣的灰度空間相關(guān)特性檢測(cè)方法中灰度共生矩陣P為：

其中，f(x,y)為待分割的紙漿圖像，S為目標(biāo)區(qū)域R中具有特定空間關(guān)系的像素對(duì)的集合；

上式等號(hào)右邊的分子是具有特定空間關(guān)系、灰度值分別為g₁和g₂的像素對(duì)的個(gè)數(shù)，分母為像素對(duì)的總和個(gè)數(shù)，#代表數(shù)量；

根據(jù)公式得到紙漿圖像的逆差矩，根據(jù)逆差矩評(píng)價(jià)紙漿攪拌的效果；

根據(jù)公式得到紙漿圖像的能量值，根據(jù)能量值評(píng)價(jià)紙漿攪拌的效果,其中i為g1，j為g2。

2.一種適用于權(quán)利要求1所述的紙漿攪拌效果檢測(cè)與評(píng)價(jià)方法的圖像處理裝置，其特征在于，包括處理器和計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，處理器用于實(shí)現(xiàn)各指令；計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)用于存儲(chǔ)多條指令，所述指令適于由處理器加載并執(zhí)行以下處理：

采用圖像邊緣檢測(cè)方法檢測(cè)待測(cè)紙漿圖像中的紙漿纖維目標(biāo)；

采用紙漿勻度檢測(cè)方法處理紙漿纖維目標(biāo)的邊緣，評(píng)價(jià)紙漿攪拌效果。

3.一種適用于權(quán)利要求1所述的紙漿攪拌效果檢測(cè)與評(píng)價(jià)方法的基于機(jī)器視覺(jué)的紙漿攪拌效果檢測(cè)與評(píng)價(jià)系統(tǒng)，其特征在于：包括工業(yè)相機(jī)、光源、圖像采集裝置及圖像處理裝置；所述工業(yè)相機(jī)和光源位于紙漿攪拌機(jī)的前方，工業(yè)相機(jī)的取景范圍包括待測(cè)紙漿；所述的工業(yè)相機(jī)與圖像采集裝置連接，圖像采集裝置與圖像處理裝置連接；

所述圖像采集裝置包括第一處理器和第一計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，第一處理器用于實(shí)現(xiàn)各指令；第一計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)用于存儲(chǔ)多條指令，所述指令適于由第一處理器加載并執(zhí)行獲取待測(cè)紙漿圖像的處理，所述紙漿處于被攪拌狀態(tài)；

所述圖像處理裝置包括第二處理器和第二計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，第二處理器用于實(shí)現(xiàn)各指令；第二計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)用于存儲(chǔ)多條指令，所述指令適于由第二處理器加載并執(zhí)行以下處理：

采用圖像邊緣檢測(cè)方法檢測(cè)待測(cè)紙漿圖像中的紙漿纖維目標(biāo)；

采用紙漿勻度檢測(cè)方法處理紙漿纖維目標(biāo)的邊緣，評(píng)價(jià)紙漿攪拌效果。